[发明专利]双升程摇臂锁定机构及其操纵装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请为于2005年11月21日以奥斯汀R.泽费瑟、安德鲁P.哈曼和 凯南L.丘奇的名义提交的、名称为“双升程摇臂锁定机构及其操纵装置” 的共同待决的美国专利申请No.11/284,269的部分继续申请(CIP)，上述申 请通过引用被整体纳入本文。

技术领域

本发明涉及内燃机的气门控制系统，这种气门控制系统的发动机菌形 气门的运动以响应于凸轮轴转动的方式被控制，确切地说，本发明涉及这 样一种气门控制系统，其中的凸轮轴具有高升程型线和低升程型线。

更确切地说，本发明涉及这样一种气门控制系统，它包括下述类型的 双升程摇臂总成，即它具有高升程凸轮从动件和低升程凸轮从动件(用于分 别与凸轮轴的高升程型线和低升程型线接合)。尽管术语“高升程”和“低 升程”在与发动机菌形气门的气门控制系统相关地被使用时可能具有不同 含义，但应该理解，在本发明的范围内所要求的只是，一条凸轮型线提供 相对高的发动机菌形气门升程，而另一条凸轮型线提供相对低的发动机菌 形气门升程。在本发明的范围内，“低升程”实际上可能包含零升程，或 者可能包含大于零升程但略微(或者显著)小于“高升程”的某一有限升程 值。

背景技术

在其类型目前在现有技术中已是众所周知的、典型的双升程摇臂总成 中，设有外摇臂和内摇臂，这两个摇臂通常在其轴向一端的附近可相对枢 转地彼此相连。此外，现有技术中的典型的双升程摇臂总成包括某种锁定 机构，其可被操作用来将内摇臂锁定至外摇臂上，从而这两个摇臂绕支点 部位如液压间隙调节器的定位球塞联动。如上所述，这种“锁定”状态一 般(但不是必然地)对应于气门控制系统的高升程操作模式。当锁定机构处 于“解锁”状态时，内摇臂和外摇臂可相对自由枢转，这种解锁状态一般 (但不是必然地)对应于气门控制系统的低升程操作模式。

美国专利US5,524,580、US5,584,267和US5,697,333描述并示出了可 被锁定的双升程摇臂总成，上述这些专利都被转让给本申请的受让人并作 为参考纳入本文中。

在以上已纳入本文的专利的双升程摇臂总成中，设有某种电磁致动器 用于控制锁定机构的操作。尽管人们已经发现锁定机构的这种电磁致动器 能以总体令人满意的方式工作，但由此要求为每个摇臂总成设置独立的电 磁致动器将明显增加整个气门控制系统的成本，并且在许多应用场合，将 需要比在典型的发动机气缸盖中可得到的空间更大的“封装”空间。

本领域技术人员曾试图提供一种用于双升程摇臂总成的锁定机构的 操纵装置，其将通过采用液压而克服上述现有技术问题。确切地说，为了 控制锁定机构，本领域技术人员曾尝试在液压间隙调节器的柱塞中采用可 变液压，该柱塞起到摇臂总成的支点部位的作用。美国专利US5,544,626 和US6,668,779描述并示出了这样的操纵装置，这两篇专利作为参考纳入 本文中。

虽然在上一段落中纳入本文的专利的摇臂总成确实至少提供了明显 改善的锁定机构的操纵的潜在可能性，但使低压(控制)流体从间隙调节器 通向锁定机构的要求使得摇臂总成的设计有些复杂。尤其是当认识到存在 各种不同的、为获得气门控制系统的最佳可行整体性能而必须遵守的摇臂 总成的其它设计准则时，情况更是如此。例如，为了改善气门控制系统的 动态特性，减小摇臂总成的惯性是合乎要求的。一种减小惯性的方式是尽 量靠近支点部位来定位该摇臂总成的尽量多的质量。因此，人们认识到使 转动轴线在内外摇臂之间安置在支点部位附近是合乎需要的，由此一来， 相对偏压这两个摇臂的扭簧也可能靠近支点部位。

在上面纳入本文的美国专利申请No.11/284,269的双摇臂总成中，“高 升程”和“低升程”之间的转换功能通过液压控制锁定机构来实现，该锁 定机构从内摇臂延伸出来，在内摇臂和外摇臂之间形成机械连接。一般的 圆柱形锁栓具有扁平的支承面，其在“高升程”操作模式下接合外摇臂上 相应的扁平表面。为确保锁栓和外摇臂的正确接合，锁栓应相对外摇臂合 适地定向，从而在操纵时使扁平支承面能够在外摇臂的扁平表面下移动。

发明内容